珊瑚礁的不速之客：科学家们发现了更多致使其白化的隐患

珊瑚礁的不速之客：科学家们发现了更多致使其白化的隐患DeronBurkepile教授在摩尔亚周围的珊瑚礁中观察处于白化过程的珊瑚。他们发现，珊瑚发现从白化中恢复比从风暴中恢复更具挑战性，即使在这两种情况下的死亡率是相当的。漂白造成的骨骼残骸为藻类提供了一个保护罩，而藻类则超过了生长缓慢的珊瑚的竞争。这项研究由博士生KaiKopecky领导，最近发表在《生态学》杂志上。大多数浅水珊瑚都有共生藻类，它们为动物提供食物，以换取一个安全的家和营养物质。但是极端的条件会使这种安排失调，导致珊瑚在一个被称为漂白的过程中驱逐它们的伙伴，这往往是致命的。海藻在受到干扰后可以迅速占领珊瑚礁。自20世纪80年代末以来，加州大学圣巴巴拉分校的研究人员一直在研究法属波利尼西亚摩瑞岛周围的珊瑚及其珊瑚礁生态系统。Kopecky对该岛的第二次访问恰好是在一次重大白化事件中。他说："看到许多明亮的白色珊瑚骨架是非常令人震惊的，但令人感到欣慰的是，该岛的珊瑚礁在过去已被证明具有显著的复原力。"不幸的是，这次开始出现了一个不同的模式。海藻是珊瑚在珊瑚礁上的一个主要竞争者，它们开始在漂白的骨架上定居。Kopecky想知道，这些骨架的存在是否使珊瑚礁走上了一条以海藻为主要居民的道路。以前在摩尔雅的工作表明，热带珊瑚礁可以承载以珊瑚或海藻为主的社区。这些不同的状态对小的干扰有弹性，但一个大的冲击可以使生态系统从一个转向另一个，这个过程称为滞后。一旦发生这种情况，即使条件再好，珊瑚礁也不会恢复到以前的状态。该系统已经找到了一个新的平衡点。Kopecky开发了一个数学模型来比较白化事件留下一些骨架或者风卷残云将珊瑚礁刮得一干二净之后的珊瑚礁动态。他使用了一个由五个微分方程组成的系统来捕捉礁石上的空隙、活的和死的分支珊瑚以及海草覆盖之间的过渡。结果是有说服力的。Kopecky说："仅仅是这些骨架留在珊瑚礁上的事实就导致了这些根本不同的恢复模式。"珊瑚骨架似乎可以保护年轻的海藻不受食草动物的侵害，否则这些食草动物会将其控制住。动物们无法进入所有的缝隙，所以海藻获得了一个可以传播的立足点。然而，这种保护似乎并没有为年轻的珊瑚本身提供同样的好处。作者怀疑珊瑚并不像海藻那样面临来自捕食者的压力。更重要的是，如果有机会的话，藻类族群可以迅速超过珊瑚。高级作者、生态学、进化论和海洋生物学助理教授霍利-莫勒说："珊瑚实际上是在铺设岩石，而藻类大多只是快速生长的、柔软的、多叶的材料。"珊瑚礁的建立是一个缓慢的过程，新的生长过程将死亡的骨架纳入更大的珊瑚礁结构中。但是白化现象一下子杀死了很多珊瑚--特别是最古老和最年轻的珊瑚--而且骨架最终会因为侵蚀而变得很脆。对于年轻的珊瑚来说，这不是一个强大的基础，他们的生活将建立在这个基础之上。如果死亡的骨架阻碍了珊瑚的恢复，为什么不简单地清除它们？这种方法在其他生态系统中正获得支持。Kopecky说："类似于火灾或森林中的枯树，以便系统对未来的干扰有更强的适应性。"然而，珊瑚的骨架提供了许多好处。它们形成了各种动物的栖息地，一些证据表明，珊瑚礁的结构复杂性与珊瑚的快速恢复有关。Kopecky说："效果真的取决于该结构的性质是什么。材料密度、强度和空间布局都会影响珊瑚礁的动态，这些方面需要被考虑到。"该团队在摩尔雅有一套正在进行的实验，包括一个探索当死珊瑚骨架被移除时，珊瑚礁如何恢复的实验。其他几个实验正在测试Kopecky用于创建其模型的假设。例如，死珊瑚究竟能在多大程度上减少食草动物？骨架又是如何影响活珊瑚的生长的？莫勒说："凯的研究是生态学中数学模型价值的一个典型例子。珊瑚可以活上几百年，而珊瑚礁的恢复可能需要几十年。这不是一个你可以现实地做的实验。""但如果你有一个模型，"她继续说，"而且你相信你设置这个模型的方式，因为你已经做了其他的实验，那么你可以对未来几十年进行这些预测。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361449.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361449.htm

达尔文的珊瑚礁悖论已解 科学家揭开珊瑚在贫瘠水域获取营养物质的谜团

达尔文的珊瑚礁悖论已解科学家揭开珊瑚在贫瘠水域获取营养物质的谜团南安普顿大学的一项研究揭示，珊瑚以生活在其细胞内的微小藻类为食，从而获得了以前认为无法获得的营养源。这一发现解答了一个被称为"达尔文珊瑚礁悖论"的长期谜团，解释了珊瑚如何在缺乏营养的水域中繁衍生息。领导这项研究的南安普顿大学珊瑚礁实验室主任约尔格-维登曼（JörgWiedenmann）教授评论说：达尔文的珊瑚礁悖论"是关于为什么珊瑚礁会在营养物质匮乏的海洋中生长的问题，它启发人们发现了有助于解释这一现象的几个重要过程。我们现在可以为这一谜题增添缺失的部分，帮助解开这个长期存在的谜团"。珊瑚礁为许多生物提供家园和觅食地。图片来源：Wiedenmann/D'Angelo/南安普顿大学他介绍说，查尔斯-达尔文（CharlesDarwin）乘坐"小猎犬号"（HMSBeagle）起航时，他认为自己是一名地质学家，在热带海洋航行期间，他很快对珊瑚礁的形成地点和原因产生了兴趣。达尔文正确地预测了地壳下沉和珊瑚稳步向上生长是如何相互作用形成巨大珊瑚礁结构的。然而，这种蓬勃生长背后的生物机制仍未得到研究"。石珊瑚是一种软体生物，有些人可能觉得它们像植物，但实际上它们是动物。这些生物由许多单独的珊瑚虫组成，它们聚居在一起，秘密地形成石灰岩骨架，形成我们所知的'珊瑚礁'三维框架。珊瑚礁是重要的水下生态系统，造福于许多人类社区。珊瑚礁是无数生物的家园和觅食地，维持着全球海洋生物多样性的25%。它们为地球上大约5亿人提供食物和收入。珊瑚礁上的单细胞共生藻，显示其通过细胞分裂生长。图片来源：Wiedenmann/D'Angelo/南安普顿大学珊瑚动物依赖于一种"共生"关系，即与生活在其细胞内的微小藻类之间的互利关系。光合藻类产生大量富碳化合物（如糖），并将其转移到宿主珊瑚体内以产生能量。共生藻还能非常有效地从海水中吸收硝酸盐和磷酸盐等溶解的无机营养物质。即使在缺乏营养的海洋中，这些化合物也可以作为生活在附近的海绵等生物的排泄物而大量存在。它们还可以通过洋流转移到珊瑚礁上。与它们的共生体不同，珊瑚的宿主不能直接吸收或利用溶解的无机营养物质，直到现在，人们还不清楚这些营养物质是如何促进珊瑚生长的。不过，南安普顿大学的科学家与英国兰卡斯特大学、特拉维夫大学和以色列耶路撒冷大学等合作团队一起，已经确定了这些必要的生长营养物质转移到珊瑚动物体内的机制。他们的研究成果发表在《自然》杂志上。南安普顿大学珊瑚礁实验室的实验水族箱。图片来源：Wiedenmann/D'Angelo/南安普顿大学通过在南安普顿大学珊瑚礁实验室进行一系列长期实验，科学家们证明，珊瑚实际上消化了部分共生藻群，以获取共生藻从水中吸收的氮和磷。如果水中有足够的溶解无机营养物质，即使珊瑚没有获得额外的食物，这种机制也能让它们快速生长。在印度洋偏远珊瑚礁环礁的实地考察结果支持了实验室的研究成果，证明这种机制在生态系统层面上促进了野生珊瑚的生长。南安普顿珊瑚生物学副教授、主要作者之一塞西莉亚-达安杰洛博士评论说："多年来，我们一直在实验水族箱系统中繁殖共生珊瑚，我们观察到，即使不喂食，它们也能生长得很好。根据目前的知识水平，我们无法解释共生双方是如何交换养分的，因此我们认为我们缺少了重要的一环，并开始系统地分析这一过程"。海鸟为印度洋的珊瑚礁引入营养物质。图片来源：兰卡斯特大学尼克-格雷厄姆（NickGraham珊瑚礁实验室的研究员洛雷托-马多内斯-韦洛佐博士（LoretoMardones-Velozo）进行了关键的实验，他补充说："我们可以预料到，动物会死亡或在珊瑚礁中发现营养物质，人们会认为，如果不吃东西，动物就会死亡或停止生长。然而，如果我们把珊瑚放在溶解无机营养物质水平较高的水中，它们看起来非常快乐，而且生长迅速。"研究人员使用一种特殊标记的化合物来追踪共生伙伴之间必需营养元素氮的移动。实验中使用的化学形式的氮只能被共生体整合到它们的细胞中，而不能被珊瑚宿主整合到细胞中。南安普顿大学稳定同位素质谱实验室经理巴斯蒂安-汉巴赫（BastianHambach）解释说："我们利用同位素标记技术，在提供给珊瑚的营养物质中'添加'比正常重的氮原子。这些同位素使我们能够利用超灵敏检测方法追踪珊瑚对营养物质的使用情况。"CeciliaD'Angelo博士在南安普顿大学珊瑚礁实验室繁殖珊瑚。图片来源：Wiedenmann/D'Angelo/南安普顿大学南安普顿大学古海洋学家保罗-威尔逊（PaulWilson）教授解释说："通过这项技术，我们可以明确地证明，维持珊瑚组织生长的氮原子来自于实验中喂给其共生体的溶解无机营养物质"。南安普顿大学的约尔格-维登曼（JörgWiedenmann）教授补充说："我们使用了10种不同的珊瑚物种来量化共生体种群是如何随宿主一起增长的。利用共生体生长的数学模型，我们可以证明珊瑚消化了其共生体种群的多余部分，为其生长获取营养。我们的数据表明，大多数共生珊瑚可以通过这种'素食'来补充营养"。科学家们还对生长在印度洋岛屿周围的珊瑚进行了分析，一些珊瑚上有海鸟，一些则没有，结果表明珊瑚有可能在野外养殖共生体并以其为食。实验珊瑚Stylophorapistillata的生长。图片来源：Mardones-Velozo/D'Angelo/Wiedenmann/南安普顿大学兰卡斯特大学海洋生态学家尼克-格雷厄姆（NickGraham）教授解释说："其中一些岛屿周围的珊瑚礁有大量的养分，这些养分来自鸟粪，即在岛上筑巢的海鸟的排泄物。在其他一些岛屿上，海鸟的繁殖地已经被入侵的老鼠消灭殆尽。因此，相关珊瑚礁获得的养分也减少了。我们测量了有密集海鸟群和没有密集海鸟群的岛屿周围鹿角珊瑚群的生长情况，发现在有海鸟提供养分的珊瑚礁上，鹿角珊瑚的生长速度要快两倍多。我们计算出，在有海鸟栖息的岛屿上，珊瑚动物组织中约有一半的氮分子可以追溯到共生体的吸收以及随后向宿主的转移"。科学家监测印度洋珊瑚礁上的珊瑚生长情况，研究海鸟营养物质的影响。资料来源：兰卡斯特大学，尼克-格雷厄姆通常由人类活动造成的过度营养富集会损害珊瑚，并对许多珊瑚礁构成日益严重的威胁。然而，由于全球变暖可能会切断珊瑚礁的一些天然供应路线，未来一些珊瑚礁获得的养分可能会减少。南安普顿大学的D'Angelo博士解释说："变暖的表层水更不可能从深水层获得养分。水体生产力的降低会导致共生体的营养物质减少，进而导致珊瑚动物的食物减少"。科学家们的新发现表明，虽然珊瑚动物可以通过捕食其共生体来忍受短暂的饥饿，但在某些地区，由于全球变暖带来的更长时间的营养物质枯竭，一些珊瑚礁可能会面临饥饿的风险。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379619.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379619.htm

南太平洋塔希提岛海岸发现罕见的珊瑚礁

一个由联合国教科文组织支持的科学研究团队在南太平洋群岛法属波利尼西亚的塔希提岛海岸发现了世界上最大的珊瑚礁之一。玫瑰形珊瑚的原始状态和广泛的覆盖面积使这一发现极具价值。教科文组织总干事奥德蕾·阿祖莱表示，“到目前为止，我们对月球表面的了解超过了对深海的了解。整个海床只有20%被绘制成地图。塔希提的这一非凡发现展示了科学家们令人惊叹的工作成就，他们在教科文组织的支持下，进一步加深了我们对海底世界的了解。”罕见的发现该珊瑚礁位于30至65米深的地方。它的长度约为3公里，宽度在30米和60或65米之间，这使得它成为有记录以来面积最大的健康珊瑚礁之一。巨大的玫瑰形珊瑚直径达2米。这一发现是非同寻常的，因为到目前为止，世界上绝大多数已知的珊瑚礁都位于25米以下的深度。因此，该发现表明，在被称为海洋"盲区"的地方，还有更多的大型珊瑚礁存在于30多米深的海底。科研向前迈进了一步这次考察是教科文组织绘制海洋地图所开展的全球方法的一部分。珊瑚礁是其他生物体的重要食物来源，因此对它们进行定位可以帮助围绕生物多样性进行研究。生活在珊瑚礁上的生物对医药研究很重要，珊瑚礁还可以提供保护，防止海岸被侵蚀甚至海啸的侵袭。到目前为止，很少有科学家能够定位、调查和研究深度超过30米的珊瑚礁。然而，现在的技术意味着可以在这些深度进行更长时间的潜水研究。该团队总共进行了约200个小时的潜水，以研究该珊瑚礁，并亲眼目睹了珊瑚的产卵过程。未来几个月计划进行进一步潜水计划，以继续对珊瑚礁进行调查。

科学家深入了解威胁珊瑚礁生存的神秘隐性热浪

科学家深入了解威胁珊瑚礁生存的神秘隐性热浪由香港科技大学海洋科学系的AlexWyatt教授领导的一个国际研究小组对这一令人惊讶和矛盾的珊瑚白化事件进行了调查。这一意外事件与反气旋涡流的通过有关，反气旋涡流抬高了海平面，使热水集中在珊瑚礁上方，导致水下的海洋热浪，而这一热浪在海面上基本不为人所知。这些发现将于今天（2023年1月6日）发表在《自然通讯》杂志上。在2019年的海洋热浪中，Moorea北岸的各处深度发生了广泛的珊瑚白化。资料来源：PeterJ.Edmunds大多数关于珊瑚白化模式的研究都依赖于水温的海面测量，这不能反映出海洋升温对海洋生态系统（包括热带珊瑚礁）威胁的全貌。这些用卫星在大范围内进行的表面测量虽然有价值，但却不能检测到表面以下的升温，这些升温过程影响着生活在比海洋最浅的几米深的水域的生物群落。Wyatt教授及其同事分析了从2005年到2019年15年间在Moorea收集的数据，利用了遥感海面温度和高分辨率、长期原位温度和海平面异常的罕见组合。结果显示，公海上的反气旋涡流经过该岛时，提高了海平面，并将内波推到更深的水中。内波沿着温暖的海洋表层和下面的冷却层之间的界面移动，在以前的一项也是由Wyatt教授领导的研究中，已被证明可以为珊瑚礁生境提供频繁的冷却。目前的研究表明，由于反气旋，内部波浪冷却过程在2019年初戛然而止，这导致了珊瑚礁上方出乎意料的升温，这反过来又造成了大规模的珊瑚白化和随后的死亡。对当地的珊瑚礁生物多样性来说，不幸的是，2019年的大面积珊瑚死亡抵消了过去十年在Moorea周围发生的珊瑚群落的恢复。与2019年的热浪相比，一个值得注意的现象是，尽管当时的超级厄尔尼诺现象带来了温暖的条件，并使全球许多浅海珊瑚礁遭到破坏，但Moorea的珊瑚礁在2016年并没有发生重大的白化死亡。这项新的研究表明，在珊瑚礁所处的深度范围内收集温度数据的重要性，因为如果只关注表面条件，就会失去预测珊瑚白化的能力。海面温度数据可以预测2016年和2019年Moorea的中度白化。然而，直接观察显示，2016年只有生态上不重要的白化，且升温持续时间短，仅限于浅水区。如果研究人员只获得海面温度数据，2019年的严重和长时间的海洋热浪将被忽视，由此产生的灾难性的珊瑚白化可能被错误地归咎于升温以外的原因。"本研究强调需要考虑与受威胁的生态系统有关的跨深度的环境动态，包括那些水下海洋天气事件导致的。"Wyatt教授说："这种分析取决于跨海洋深度的长期、现场测量的数据，但这种数据通常是缺乏的。我们的论文为在不断变化的海洋动态和气候背景下评估沿海生态系统的未来提供了一个有价值的机制范例"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1337879.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1337879.htm

研究表明良好的水下“声景”可以拯救受损的珊瑚礁

研究表明良好的水下“声景”可以拯救受损的珊瑚礁研究人员的目标是通过让珊瑚礁"沐浴"在从充满生机的珊瑚礁中采集的声音中，刺激受损珊瑚礁的新生物生长。最近发表的一项研究描述了一种很有希望恢复珊瑚礁健康状况的新方法，为科学家提供了拯救和重新繁殖最重要的海洋生态系统之一的机会。据估计，自1950年以来，世界上一半的珊瑚礁栖息地已经消失。全球变暖、过度捕捞、污染和疾病爆发等致命因素共同造成了这一可怕的局面。现在，研究人员正试图通过重新安置人工培育的珊瑚群落来恢复受损的珊瑚礁，这些珊瑚群落能够抵御当今变暖的海水。马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的研究员青木（NadeÌÂgeAoki）提出了一种不同的珊瑚礁繁殖方法。青木和她的同事们在之前关于珊瑚幼虫游向珊瑚礁声景的研究基础上，开发了自己的声音装置来测试新方法。研究人员在加勒比海美属维尔京群岛沿岸部署了一套水下扬声器系统，启动了一项涉及三个不同珊瑚礁的实验。他们只在一个珊瑚礁上播放了模拟珊瑚礁繁忙活动的声音效果，以测试他们释放到海水中的珊瑚幼虫会有什么反应。在连续三个晚上播放健康珊瑚礁的声音后，青木和她的同事发现，珊瑚幼虫在播放声音的地方定居的可能性平均增加了1.7倍。而在远离水下扬声器系统的地方，珊瑚幼虫的定居率则有所下降，这表明广播确实提高了珊瑚幼虫的活动水平。青木说，这项研究取得了有趣而有希望的结果，但还需要进行更多的研究，以确定其他珊瑚物种是否能从健康的珊瑚礁声音景观中受益，以及新的定居地如何随着时间的推移而发展。Aoki强调说，最终目标必须是确保新珊瑚群的存活。海洋生物学家史蒂夫-辛普森（SteveSimpson）指出，20年来，他一直在利用珊瑚礁声音吸引鱼类幼虫进入珊瑚礁。他认为，如果我们能保护濒临灭绝的珊瑚礁生态系统，其中的经验能帮助能拯救任何物种。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423862.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423862.htm

佛罗里达州70%的珊瑚礁正在被侵蚀

佛罗里达州70%的珊瑚礁正在被侵蚀"这项研究帮助我们更好地了解佛罗里达州珊瑚礁带的哪些珊瑚礁容易受到栖息地丧失的影响，需要进行管理和恢复工作，以防止栖息地进一步丧失，"该研究的主要作者、NOAA大西洋海洋学和气象学实验室的研究员JohnMorris说。"相反，我们还确定了可能成为珊瑚礁发展的潜在保留地的珊瑚礁，并且更有可能在未来持续存在。"研究人员分析了底栖生态学，即栖息在海底的所有生物体的组合，以及来自该州珊瑚礁带三个生物地理区域的723个珊瑚礁点的鹦鹉鱼数据，以计算每个点的碳酸盐预算。珊瑚礁区从干托尔图加斯到圣卢西湾延伸了350英里。正的碳酸盐预算表明珊瑚礁随着时间的推移在增长，而负的碳酸盐预算表明珊瑚礁正在失去结构。来自NOAA的国家珊瑚礁监测计划和国家大地测量的数据被用来计算整个南佛罗里达州的碳酸盐生产和碳酸盐侵蚀情况。佛罗里达州珊瑚礁地带碳酸盐预算的主要驱动因素是珊瑚覆盖量和鹦鹉鱼生物量，他们发现，506个地点每年都在失去珊瑚礁生境。"这些发现强调了加强管理策略的必要性，如种植珊瑚，以帮助恢复已经失去的珊瑚结构，"研究的共同作者EricaTowle说，她是NOAA国家珊瑚礁监测项目的协调员，也是UMRosenstiel学校的校友。"向前看，我们可以把它作为一个基线来实施和跟踪管理战略的成功。"佛罗里达珊瑚礁区是美国大陆唯一的活珊瑚堡礁，也是世界上第三大珊瑚堡礁系统。在过去十年中，佛罗里达州珊瑚损失的最大驱动力包括漂白事件、船舶搁浅和疾病，如2014年发现的石珊瑚组织损失病，该病继续摧毁佛罗里达和加勒比海的珊瑚礁。根据NOAA的数据，佛罗里达州的珊瑚礁支持了7万个工作岗位，每年创造约85亿美元的销售和收入。健康的珊瑚礁还可以保护海岸线免受洪水和风暴潮的影响。Morris说："除非实施管理策略，否则佛罗里达州不断侵蚀的珊瑚礁将可能降低珊瑚礁维持这些重要的经济和生态系统服务的程度。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338207.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1338207.htm